Что такое радиальное биение вала?

Радиальное биение (TIR) — это суммарное отклонение расстояния от поверхности вала до фиксированной опорной точки за один полный оборот вала. Величина TIR равна удвоенному значению эксцентриситета.

Как измерить биение с помощью часового индикатора?

Установите вал на V-образные блоки, поместите индикатор с часовой стрелкой перпендикулярно поверхности, обнулите его, а затем поверните на один полный оборот. Общий ход стрелки и будет показателем TIR.

Что вызывает чрезмерное радиальное биение?

Распространенные причины: погнутый вал, производственный эксцентрис, износ шейки подшипника, неправильное центрирование муфты и ошибки при сборке.

Какова связь между биением и дисбалансом?

Если центр масс ротора смещён на эксцентриситет e, эквивалентный дисбаланс равен U = e × m, где m — масса ротора. Биение шейки может смещать центр масс и тем самым вносить вклад в дисбаланс, однако измеренный TIR также включает погрешность формы, изгиб и ошибку установки, поэтому биение и остаточный дисбаланс связаны, но не равны друг другу.

Какое биение считается допустимым для различных областей применения?

Геометрический допуск на биение задаётся чертежом вала или спецификацией производителя, а не ISO 21940-11. В качестве скринингового значения риска дисбаланса эквивалентный дисбалансу TIR составляет около 40 μm при G6.3 / 3000 RPM, около 3.2 μm при G1.0 / 6000 RPM и около 80 μm при G6.3 / 1500 RPM. Всегда выполняйте расчёт для своих конкретных условий и проверяйте допуск по чертежу.

Бесплатный инженерный инструмент

Калькулятор радиального биения вала

Оцените радиальное биение вала (TIR — Total Indicator Reading), соответствующее пределу остаточного дисбаланса по ISO 21940-11 для вашего класса качества балансировки и скорости, и используйте его для скрининга измеренного биения на риск дисбаланса. Примечание: ISO 21940-11 задаёт пределы дисбаланса — сам геометрический допуск на биение берётся из чертежа вала или спецификации производителя.

ISO 21940-11 TIR / Эксцентриситет Скрининг риска дисбаланса

Баланс, класс G

Рабочая частота вращения (об/мин)

Диаметр вала (мм)

Масса ротора (кг)

Измеренное биение — необязательно, для скрининга риска дисбаланса (мкм, TIR)

Быстрые предустановки

Результаты

TIR, эквивалентный дисбалансу (скрининговое значение, а не геометрический допуск)

—

Допустимая эксцентричность (e_per)

—

Эквивалентный дисбаланс (U_per)

—

Угловая скорость ω

—

Класс балансировки

—

Допустимая эксцентричность

С учетом класса качества G и рабочей скорости:

G — Класс качества балансировки (мм/с)
n — рабочая скорость (об/мин)
ω - угловая скорость (рад/с) = 2πn/60

Суммарное показание индикатора

Показание TIR, измеренное с помощью часового индикатора, в два раза превышает величину эксцентриситета (от пика до пика):

Область применения этой проверки: e_за в ISO 21940-11 — это допустимый остаточный дисбаланс (эксцентриситет центра масс), а не геометрический допуск на биение. TIR = 2 × e_за поэтому является (скрининг) значение: если измеренное биение шейки превышает его, смещение центра масс только из-за биения уже может превышать предел балансировки для выбранного класса G. Это не заменяет геометрический допуск на биение, указанный на чертеже вала, и вал с малым TIR всё равно может быть неуравновешенным (из-за распределения массы), тогда как измеренный TIR может включать погрешность формы, изгиб, посадку подшипника или ошибку установки, которые не переводятся в дисбаланс один к одному.

Эквивалентный дисбаланс

Практический пример

Пример — вал насоса G6.3 при 3000 об/мин

Дано: Скорость = 3000 об/мин, класс = G6.3, масса = 45 кг, диаметр = 40 мм

ω = 2π × 3000 / 60 = 314,16 рад/с

e_за = 6,3 × 1000 / 314,16 = 20,05 мкм

TIR = 2 × 20,05 = 40,1 мкм

U_за = 20,05 × 45 = 902,3 г·мм

Справочная таблица биения, эквивалентного дисбалансу (скрининговые значения)

Класс	Скорость (об/мин)	e_за (мкм)	Эквивалентный TIR (μm)
G6.3	750	80.2	160.4
G6.3	1500	40.1	80.2
G6.3	3000	20.1	40.1
G2.5	3000	7.96	15.9
G2.5	6000	3.98	7.96
G1.0	6000	1.59	3.18
G1.0	12000	0.80	1.59